· Científicos del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM, corroboran porqué la levadura conservó sus genes
duplicados.
Hace 22 años, se secuenció el genoma de las levaduras, era el primer desciframiento de un organismo eucarionte (células que contienen en su núcleo el material genético, y que comparten las plantas, los hongos y los humanos).
Lo que sorprendió a los científicos fue que 28 por ciento de los genes tenían 2 copias. Al analizar cómo habían surgido esos duplicados, encontraron además que alrededor del 9 por ciento de ellos se hallaban en bloques, mientras que el resto estaban dispuestos en la célula como si fueran chispas de chocolate en una galleta.
El ancestro de la levadura había duplicado por completo su genoma y cada cromosoma tenía otra copia que a lo largo de 150 millones de años, la levadura ha ido perdiendo y solamente conservó el 9 por ciento de esos genes que son los que se siguen agrupando.
Pero ¿Por qué se conservaron? ¿Fue al azar o hay una razón detrás? De acuerdo con la doctora Alicia González Manjarrez explicó que “el ancestro de la levadura no fermentaba, solo crecía en condiciones de aerobiosis: cuando había oxígeno, pero con el tiempo aprendió a hacerlo también en ausencia de este elemento. Esta adaptación a una nueva forma de vida se había logrado gracias a la duplicación del genoma que había hecho la levadura”.
Años más tarde, en 2015 —para cuando ya se había secuenciado el genoma de distintas especies de levaduras— Toni Gabaldón hizo un árbol filogenético propuso que la levadura ancestral era un híbrido formado de dos especies que se fusionaron, y ese híbrido fue el que duplicó el genoma.
Así, para respaldar que la retención selectiva de genes en pares fue el que permitió que la levadura tenga un nuevo modo de vida, a través de la fermentación, el grupo de investigación de la doctora en el Instituto de Fisiología Celular de la Universidad Nacional Autónoma de México estudió de cerca la Saccharomyces cerevisiae para entender mejor este proceso.
Mientras otros científicos han realizado estudios globales para analizar los genes, en el laboratorio en México analizan uno por uno.
El grupo de la investigadora Alicia González estudia el caso de los genes duplicados en las levaduras para ver en qué son distintos. “ya sea en las propiedades de la enzima, en la regulación de la expresión genética de cada uno de ellos o en la localización subcelular, pues algunos están en las mitocondrias y otros en el citoplasma.
Todas esas diferencias permiten entender cómo, a pesar de que tienen comparten una identidad de secuencia cercana a 70 u 80 por ciento, no son idénticos. “Son dos herramientas que desarrolló la levadura para poderse adaptar al medio. Se conservaron las dos porque se necesitan para poder llevar a cabo la fermentación y crecer en dos medios (con y sin oxígeno). Esos genes han cambiado a lo largo de 150 millones de años y han adquirido capacidades diferentes, lo cual provee de un metabolismo especial a la levadura. Son dos tuercas que se necesitan para cumplir lo que antes se hacía con una sola tuerca”.
La levadura ha servido a la humanidad, ha jugado un papel importante en su desarrollo. El hombre y la mujer dejaron de ser nómadas porque pudieron manipular su entorno y en lugar de salir a buscar alimento pudieron producirlo en el sitio donde habitaba.
“Ahora, usando la levadura se ha generado un catálogo de medicinas, que pueden ayudar a preservar la salud, así como millones de galones de biocombustibles para contender con el cambio climático. La levadura nos da un montón de cosas, porque sabe fermentar, gracias a eso tenemos pan y vino”, concluyó.
Pie de foto: A lo largo de 150 millones de años, la levadura ha adaptado sus genes para realizar la fermentación que es su forma de producir energía a partir de la degradación de la glucosa sin presencia de oxígeno. Foto: Mariana Dolores.